Svetsning och värmebehandling av Nickel baserade superlegeringar

Viktiga resultat som projektet gav

En beräkningsmodell för simulering av risken för uppkomst av svetsvärmesprickor i nickelbaserade superlegeringar har utvecklats. Kärnan i modellen är ett fysikaliskt baserat sprickkriterium där värmesprickor antas initieras från porer i vätskefilmer mellan korn, ett fenomen som har påvisats i in situ experiment. Ett sprickindex beräknas som kvoten mellan vätskans undertryck och det kritiska undertryck som krävs för att porens ytspänning inte längre kan hålla ihop den. Modellen har validerats med goda resultat. Modellen är ett verktyg för att minska risken för värmesprickor.

Långsiktiga effekter som förväntas

Genom att det nu är möjligt att simulera värmesprickor, så kan svetsprocessen av flygmotorkomponenter optimeras på ett tidigt stadium så att risken för att värmesprickor uppstår reduceras. Detta är ett stort framsteg. Modell tar hänsyn till viktiga faktorer som kornklusterformationer och dendritavstånd. Simulering av värmesprickor kan också bli ett kraftfullt verktyg som underlättar vid införandet av nya legeringar, och vid arbete med att byta ut gjutna komponenter mot billigare svetsade komponenter.

Upplägg och genomförande

Arbetet har drivits som ett doktorandprojekt vid LTU, med en doktorand som har stått för det huvudsakliga forskningsarbetet. Projektet initierades med en litteraturstudie som gav mycket information om vad som var gjort inom området, samt vilken inriktning som var lämplig för projektet. Därefter fokuserades arbetet på hur sprickor som uppstår vid svetsning och hur man beräknar risken för att sprickor skall uppstå. Arbetet har varit omfattande och har lett fram till en banbrytande modell som har hämtat inspiration från gjuteri-tekniken.